Redactioneel Energie. Hét actuele probleem bij ons. Vooral elektriciteit. Kerncentrales weg. Gascentrales vervuilen. Windenergie nog onvoldoende... Het licht uit?

Als de nood het hoogst is, is de redding nabij. We kunnen tegen 2024 commerciële fusie-energie krijgen. Fusie treedt op wanneer twee atomen samen één enkel atoom vormen, waarbij energie vrijkomt. Het is het proces dat onze zon en andere sterren gebruiken om energie te maken.
We moeten het wel bij ons hebben en niet in de ruimte. Het bedrijf Helion uit de V.S. zou binnenkort een revolutie teweeg kunnen brengen.

Je hoeft alle technische details in dit artikel niet te begrijpen. Dat doe ik ook niet, maar ik vermeld het wel om je een idee te geven van de complexiteit en de problemen die moesten opgelost worden. De technische uitleg heb ik op veel diverse plaatsen kunnen sprokkelen en hier samengevat.

We lezen op www.helionenergy.com :
“Het is een energiebron die zo goedkoop, schoon en overvloedig is dat het een keerpunt in de menselijke geschiedenis zal creëren, een energie-singulariteit die geen enkele industrie onberoerd zal laten. Fusie zou definitief het einde betekenen van fossiele brandstoffen. Het zal het grootste middel tegen klimaatverandering zijn, waar de mensheid redelijkerwijs om zou kunnen vragen”.

Het is al lang bekend dat fusie uitermate schoon is, maar complex en verschrikkelijk duur. Door de trage vooruitgang met fusiekracht bleef het beperkt tot het rijk van futuristen en sciencefictionschrijvers. Maar: dit kan snel veranderen. Helion, een privébedrijf, heeft net een half miljard dollar opgehaald om tegen 2024 een bruikbare commerciële fusiereactor te bouwen - en het lijkt erop dat ze dat doel zullen bereiken!

Helion is een startup fusie-energie bedrijfje die in 2013 begon en werd gefinancierd door Silicon Valley-giganten Peter Theil van PayPal en Y-Combinator, een startup-investeringsmaatschappij die hielp bij het lanceren van AirBnB, Stripe en Coinbase. Maar ook NASA, het Amerikaanse ministerie van Energie en het Amerikaanse ministerie van Defensie hebben geld in deze onderneming gestoken. Deze financiering was genoeg voor de kleine startup om een nieuwe fusiereactor te ontwikkelen, te bewijzen dat deze kan werken en tot 95% efficiëntie te brengen, waardoor het nu al een van de meest efficiënte reactoren van op onze planeet werd!

Maar hoe bereiken ze zo'n hoog rendement? En waarom beweren ze tegen 2024 een commerciële fusiereactor te kunnen maken? Het heeft allemaal te maken met het ontwerp van deze nieuwe reactor en de verbluffende voordelen die ze eruit hebben kunnen persen. De bestaande fusiereactoren zijn niet efficiënt genoeg en de kosten veel te hoog. Laten we dat maar zo aannemen, want ik ben niet bekwaam om het allemaal te begrijpen en dus even onbekwaam om het jullie uit te leggen.
Ik kopieer en vertaal daarom nog wat meer informatie vanaf hun website:
Hoe wekt Helion elektriciteit op uit fusie?
Het gebruikt geen warmte om stoom te creëren om een turbine te laten draaien, en het vereist ook niet de enorme energie-input van supergeleidende magneten. Deze technische aanpak vermindert efficiëntieverlies, wat essentieel is om elektriciteit uit fusie tegen zeer lage kosten te commercialiseren.

De FRC-plasma's in hun toestel produceren door hun interne elektrische stroom hun eigen magnetisch veld, dat op het magnetisch veld van de spoelen rond de machine drukt. De FRC's botsen in de fusiekamer en worden samengedrukt door magneten rond de machine. Die compressie zorgt ervoor dat het plasma dichter en heter wordt, waardoor fusiereacties in gang worden gezet die ervoor zorgen dat het plasma uitzet, wat resulteert in een verandering in de magnetische flux van het plasma. Deze verandering in magnetische flux werkt samen met de magneten rond de machine, waardoor de magnetische flux toeneemt en een stroom van nieuw opgewekte elektriciteit door de spoelen wordt geïnitieerd. Dit proces wordt verklaard door de inductiewet van Faraday.

Concurenten Tokamak en NIF fuseren twee vormen van waterstof, bekend als Deuterium en Tritium. Deze isotopen zijn vlot verkrijgbaar en relatief gemakkelijk te fuseren, maar ze hebben een probleem: de meeste energie komt vrij als neutronenstraling. Dit maakt het opvangen van de energie lastig, inefficiënt en belast de apparatuur in de reactor, waardoor ze geen lange tijd kan werken.

Maar Helion gebruikt een geheel andere fusie, Deuterium en Helium-3 (ook bekend als Helion). Deze fusie straalt slechts ongeveer 5% van zijn energie als neutronen uit. De rest is in de vorm van magnetische flux en elektromagnetische straling. Dit maakt het veel gemakkelijker en efficiënter om de energie op te vangen. Magnetische flux induceert een stroom in geleidende materialen. Met behulp van een breed scala aan opgerolde draden kunnen ze de magnetische flux opvangen en deze rechtstreeks omzetten in elektriciteit. Dit is waar supergeleiders van pas komen. Zonder elektrische weerstand zijn ze de beste kandidaten om dit te doen werken. Helion gebruikt vrijwel zeker al supergeleidende componenten in hun reactor, omdat ze krachtige elektromagneten nodig hebben. Maar deze componenten moeten extreem koud worden gehouden om hun supergeleidende eigenschappen te bereiken. Dit is ongelooflijk moeilijk omdat ze maar een paar meter verwijderd zijn van de inwendige ‘kunstmatige zon’! Er moet dus een enorme hoeveelheid energie worden besteed aan het koelen van deze cruciale onderdelen. Dit vermindert de algehele efficiëntie van de reactor.

Het recyclen en creëren van zijn eigen brandstof is geniaal en alleen mogelijk dankzij het unieke ontwerp van de reactor. De truc is om de isotopen in de reactor in evenwicht te houden, de niveaus van deuterium-helium-3 op een optimaal niveau te houden terwijl het afvalproduct, helium-2, wordt geëxtraheerd. Helion lijkt dit probleem te hebben gekraakt. Dus door gebruik te maken van een unieke reactor en brandstof hebben ze (bijna) een van de meest efficiënte en betrouwbare fusiereactoren ter wereld gemaakt!

Helion is al bezig met hun 7e generatie reactoren, dus ze hebben mogelijk cruciale inzichten in waar ze hun ontwerp kunnen verbeteren na jaren van testen. Ze zouden zelfs Machine Learning inzetten op oude testgegevens om hun ontwerp te optimaliseren. Deze verbeteringen kunnen een reactor creëren met een efficiëntie van meer dan 100%, wat betekent dat ze eindelijk energie kunnen halen uit deze legendarische energiebron!

Besluit: Helion heeft zich gericht op het creëren van een reactor met een zeer hoge betrouwbaarheid en zou tegen 2024 een werkende fusiereactor kunnen hebben. De reactor heeft veel meer dan 100% efficiëntie nodig om bruikbaar te zijn, dus nog een gigantische sprong in efficiëntie zal nodig zijn. Dit zijn de mensen die mogelijk de meest intelligente machine hebben ontworpen. Dus wie weet, over een paar jaar kunnen onze dromen van de ultieme schone energie eindelijk uitkomen en word de wereld gered door fusie-energie! Dit zou ook voor de klimaatverandering een nieuw tijdperk van ecologische harmonie inluiden. Helion zou echt de wereld kunnen redden. Laten we hopen dat ze dat doen – en wel voordat de Chinezen er mee afkomen!
 
Wat ik me afvraag (bijkomend) met betrekking tot die compacte kern(-splitsing)centrales (nieuwe generatie met beperkt(er)e capaciteit en 'minder' stralingsgevaar bij rampen), dienen die ook niet te voldoen aan strenge veiligheidsvoorschriften?
Is het niet zo dat een centrale moet bestand zijn tegen bijv. inslagen van 'vallende' vliegtuigen? Raketten? enz.
Kleine kans toe? Ja, maar in deze 'gekke' wereld? Remember 9/11, Oekraïne nu (bijna)? ...
Zo'n dikke laag beschermingsbeton, dat moet toch bijna evenveel kosten voor zowel kleine als 'grotere' (huidige) centrales? En je hebt er (voor de kleine) meer van nodig voor gelijke productie, toch?
Wie denkt dat kernenergie 'de' oplossing is voor goedkopere en 'schonere' energie, komt dus, vrees ik, van een kale reis thuis.
Kernfusie-centrales, die nu al minstens 50j massa's research kosten 'opslorpen', gaan ons zeker ook de eerst volgende decennia (indien ooit operationeel) geen alternatieve of 'betere' (tegen rampen), laat staan goedkopere, oplossing(en) bieden.
 
Tenzij de nieuwe generaties fusiecentrales, zoals die van Helion, doen wat ze beloven...
 
Dan nog! Een mondiale uitrol zou jaren (decennia?) vergen. En hoelang zou de bouw van één zo'n centrale zelf al niet duren?
Het duurt zeker 10j voor een nieuwe kern-splitsing-centrale kan worden gebouwd. Ik vermoed dat het bij 'fusie' ook niet veel sneller kan, zeker niet in landen met strenge bouwvoorschriften zoals België.
Maar we zien wel.
 
Terug
Bovenaan Onderaan